১. পৃষ্ঠ টান
তরল পৃষ্ঠের প্রতি একক দৈর্ঘ্যের সংকোচন বলকে পৃষ্ঠ টান বলা হয়, যা N • m-1 এ পরিমাপ করা হয়।
2. পৃষ্ঠের কার্যকলাপ এবং সার্ফ্যাক্ট্যান্ট
দ্রাবকগুলির পৃষ্ঠতল টান কমাতে পারে এমন বৈশিষ্ট্যকে পৃষ্ঠতল কার্যকলাপ বলা হয়, এবং পৃষ্ঠতল কার্যকলাপযুক্ত পদার্থগুলিকে পৃষ্ঠতল সক্রিয় পদার্থ বলা হয়।
সারফ্যাক্ট্যান্ট বলতে পৃষ্ঠের সক্রিয় পদার্থগুলিকে বোঝায় যা জলীয় দ্রবণে মাইকেল এবং অন্যান্য সমষ্টি তৈরি করতে পারে, উচ্চ পৃষ্ঠের কার্যকলাপ ধারণ করে এবং ভেজানো, ইমালসিফাইং, ফোমিং, ধোয়া এবং অন্যান্য কার্য সম্পাদন করে।
3. সার্ফ্যাক্ট্যান্টের আণবিক কাঠামোগত বৈশিষ্ট্য
সারফ্যাক্ট্যান্ট হল বিশেষ কাঠামো এবং বৈশিষ্ট্যযুক্ত জৈব যৌগ যা দুটি পর্যায়ের মধ্যে আন্তঃমুখী টান বা তরলের (সাধারণত জল) পৃষ্ঠের টান উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তন করতে পারে এবং ভেজা, ফেনা, ইমালসিফিকেশন এবং ধোয়ার মতো বৈশিষ্ট্য রয়েছে।
কাঠামোগতভাবে বলতে গেলে, সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলির অণুতে দুটি ভিন্ন কার্যকরী গোষ্ঠী থাকার একটি সাধারণ বৈশিষ্ট্য রয়েছে। একটি প্রান্ত হল একটি দীর্ঘ-শৃঙ্খল নন-পোলার গ্রুপ যা তেলে দ্রবণীয় কিন্তু পানিতে অদ্রবণীয়, যা হাইড্রোফোবিক গ্রুপ বা হাইড্রোফোবিক গ্রুপ নামে পরিচিত। এই হাইড্রোফোবিক গ্রুপগুলি সাধারণত দীর্ঘ-শৃঙ্খল হাইড্রোকার্বন, কখনও কখনও জৈব ফ্লোরিন, অর্গানোসিলিকন, অর্গানোফসফরাস, অর্গানোটিন চেইন ইত্যাদি। অন্য প্রান্তটি হল একটি জল-দ্রবণীয় কার্যকরী গোষ্ঠী, যথা একটি হাইড্রোফিলিক গ্রুপ বা হাইড্রোফিলিক গ্রুপ। হাইড্রোফিলিক গ্রুপের পর্যাপ্ত জল-ফিলিসিটি থাকতে হবে যাতে নিশ্চিত করা যায় যে পুরো সার্ফ্যাক্ট্যান্ট পানিতে দ্রবণীয় এবং প্রয়োজনীয় দ্রাব্যতা রয়েছে। সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলিতে হাইড্রোফিলিক এবং হাইড্রোফোবিক গ্রুপের উপস্থিতির কারণে, তারা তরল পর্যায়ের অন্তত একটি পর্যায়ে দ্রবীভূত হতে পারে। সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলির হাইড্রোফিলিক এবং ওলিওফিলিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে অ্যাম্ফিফিলিসিটি বলা হয়।
৪. সার্ফ্যাক্ট্যান্টের প্রকারভেদ
সারফ্যাক্ট্যান্ট হল অ্যাম্ফিফিলিক অণু যার হাইড্রোফোবিক এবং হাইড্রোফিলিক উভয় গ্রুপই থাকে। সার্ফ্যাক্ট্যান্টের হাইড্রোফোবিক গ্রুপগুলি সাধারণত দীর্ঘ-শৃঙ্খল হাইড্রোকার্বন দ্বারা গঠিত, যেমন সোজা চেইন অ্যালকাইল C8-C20, শাখাযুক্ত চেইন অ্যালকাইল C8-C20, অ্যালকাইলফিনাইল (8-16 অ্যালকাইল কার্বন পরমাণু সহ), ইত্যাদি। হাইড্রোফোবিক গ্রুপের পার্থক্য মূলত কার্বন হাইড্রোজেন চেইনের কাঠামোগত পরিবর্তনের মধ্যে রয়েছে, তুলনামূলকভাবে ছোট পার্থক্য সহ, যখন আরও ধরণের হাইড্রোফিলিক গ্রুপ রয়েছে। অতএব, সার্ফ্যাক্ট্যান্টের বৈশিষ্ট্যগুলি মূলত হাইড্রোফোবিক গ্রুপের আকার এবং আকৃতি ছাড়াও হাইড্রোফিলিক গ্রুপের সাথে সম্পর্কিত। হাইড্রোফিলিক গ্রুপের কাঠামোগত পরিবর্তন হাইড্রোফোবিক গ্রুপের তুলনায় বেশি, তাই সার্ফ্যাক্ট্যান্টের শ্রেণীবিভাগ সাধারণত হাইড্রোফিলিক গ্রুপের গঠনের উপর ভিত্তি করে করা হয়। এই শ্রেণীবিভাগ মূলত হাইড্রোফিলিক গ্রুপগুলি আয়নিক কিনা তার উপর ভিত্তি করে, তাদের অ্যানিওনিক, ক্যাটানিক, ননিওনিক, জুইটেরিওনিক এবং অন্যান্য বিশেষ ধরণের সার্ফ্যাক্ট্যান্টে বিভক্ত করে।
৫. সার্ফ্যাক্ট্যান্ট জলীয় দ্রবণের বৈশিষ্ট্য
① ইন্টারফেসে সার্ফ্যাক্ট্যান্টের শোষণ
সারফ্যাক্ট্যান্ট অণুগুলিতে লিপোফিলিক এবং হাইড্রোফিলিক গ্রুপ থাকে, যা তাদেরকে অ্যাম্ফিফিলিক অণুতে পরিণত করে। জল একটি শক্তিশালী মেরু তরল। যখন সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি পানিতে দ্রবীভূত হয়, তখন পোলারিটি সাদৃশ্য এবং পোলারিটি পার্থক্য বিকর্ষণ নীতি অনুসারে, তাদের হাইড্রোফিলিক গ্রুপগুলি জল পর্যায়ে আকৃষ্ট হয় এবং পানিতে দ্রবীভূত হয়, যখন তাদের লিপোফিলিক গ্রুপগুলি জলকে বিকর্ষণ করে এবং জল ছেড়ে দেয়। ফলস্বরূপ, সার্ফ্যাক্ট্যান্ট অণু (বা আয়ন) দুটি পর্যায়ের মধ্যবর্তী ইন্টারফেসে শোষণ করে, দুটি পর্যায়ের মধ্যে আন্তঃমুখের টান হ্রাস করে। ইন্টারফেসে যত বেশি সার্ফ্যাক্ট্যান্ট অণু (বা আয়ন) শোষণ করা হয়, আন্তঃমুখের টান হ্রাস তত বেশি হয়।
② শোষণ ঝিল্লির কিছু বৈশিষ্ট্য
শোষণ ঝিল্লির পৃষ্ঠ চাপ: সারফ্যাক্ট্যান্টগুলি গ্যাস-তরল ইন্টারফেসে শোষণ করে একটি শোষণ ঝিল্লি তৈরি করে। যদি একটি ঘর্ষণহীন চলমান ভাসমান প্লেট ইন্টারফেসে স্থাপন করা হয় এবং ভাসমান প্লেটটি দ্রবণ পৃষ্ঠ বরাবর শোষণ ঝিল্লিকে ঠেলে দেয়, তাহলে ঝিল্লিটি ভাসমান প্লেটের উপর চাপ প্রয়োগ করে, যাকে পৃষ্ঠ চাপ বলা হয়।
পৃষ্ঠের সান্দ্রতা: পৃষ্ঠের চাপের মতো, পৃষ্ঠের সান্দ্রতা হল অদ্রবণীয় আণবিক ফিল্ম দ্বারা প্রদর্শিত একটি বৈশিষ্ট্য। একটি পাতলা ধাতব তার দিয়ে একটি প্ল্যাটিনাম রিং ঝুলিয়ে দিন, এর সমতলটি সিঙ্কের জলের পৃষ্ঠের সাথে যোগাযোগ করুন, প্ল্যাটিনাম রিংটি ঘোরান, প্ল্যাটিনাম রিংটি জলের সান্দ্রতা দ্বারা বাধাগ্রস্ত হয় এবং প্রশস্ততা ধীরে ধীরে হ্রাস পায়, যার অনুসারে পৃষ্ঠের সান্দ্রতা পরিমাপ করা যেতে পারে। পদ্ধতিটি হল: প্রথমে বিশুদ্ধ জলের পৃষ্ঠের উপর পরীক্ষা পরিচালনা করুন, প্রশস্ততা ক্ষয় পরিমাপ করুন, তারপর পৃষ্ঠের মুখোশ তৈরির পরে ক্ষয় পরিমাপ করুন এবং উভয়ের মধ্যে পার্থক্য থেকে পৃষ্ঠের মুখোশের সান্দ্রতা গণনা করুন।
পৃষ্ঠের সান্দ্রতা পৃষ্ঠের মুখোশের দৃঢ়তার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। যেহেতু শোষণ ফিল্মের পৃষ্ঠের চাপ এবং সান্দ্রতা থাকে, তাই এটি অবশ্যই স্থিতিস্থাপক হতে হবে। শোষণ ঝিল্লির পৃষ্ঠের চাপ এবং সান্দ্রতা যত বেশি হবে, এর স্থিতিস্থাপক মডুলাস তত বেশি হবে। ফোম স্থিতিশীলকরণ প্রক্রিয়ায় পৃষ্ঠের শোষণ ফিল্মের স্থিতিস্থাপক মডুলাস অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
③ মাইকেলস গঠন
সার্ফ্যাক্ট্যান্টের পাতলা দ্রবণ আদর্শ দ্রবণের নিয়ম অনুসরণ করে। দ্রবণের পৃষ্ঠে সার্ফ্যাক্ট্যান্টের শোষণের পরিমাণ দ্রবণের ঘনত্বের সাথে বৃদ্ধি পায়। যখন ঘনত্ব একটি নির্দিষ্ট মান পর্যন্ত পৌঁছায় বা অতিক্রম করে, তখন শোষণের পরিমাণ আর বাড়ে না। দ্রবণে এই অতিরিক্ত সার্ফ্যাক্ট্যান্ট অণুগুলি বিশৃঙ্খলভাবে থাকে অথবা নিয়মিতভাবে বিদ্যমান থাকে। অনুশীলন এবং তত্ত্ব উভয়ই দেখিয়েছে যে তারা দ্রবণে সমষ্টি গঠন করে, যাকে মাইকেল বলা হয়।
ক্রিটিক্যাল মাইকেল ঘনত্ব: দ্রবণে সার্ফ্যাক্ট্যান্ট যে ন্যূনতম ঘনত্বে মাইকেল গঠন করে তাকে ক্রিটিক্যাল মাইকেল ঘনত্ব বলে।
④ সাধারণ সার্ফ্যাক্ট্যান্টের CMC মান।
৬. হাইড্রোফিলিক এবং ওলিওফিলিক ভারসাম্য মান
HLB বলতে হাইড্রোফিলিক লিপোফিলিক ভারসাম্য বোঝায়, যা একটি সার্ফ্যাক্ট্যান্টের হাইড্রোফিলিক এবং লিপোফিলিক গ্রুপের হাইড্রোফিলিক এবং লিপোফিলিক ভারসাম্য মান, অর্থাৎ সার্ফ্যাক্ট্যান্টের HLB মানকে প্রতিনিধিত্ব করে। একটি উচ্চ HLB মান অণুর শক্তিশালী জলপ্রবাহ এবং দুর্বল লিপোফিলিকতা নির্দেশ করে; বিপরীতে, এর শক্তিশালী লিপোফিলিকতা এবং দুর্বল জলপ্রবাহ রয়েছে।
① HLB মূল্যের উপর নিয়ন্ত্রণ
HLB মান একটি আপেক্ষিক মান, তাই HLB মান প্রণয়নের সময়, একটি মান হিসাবে, হাইড্রোফিলিক বৈশিষ্ট্যবিহীন প্যারাফিনের HLB মান 0 তে সেট করা হয়, যেখানে শক্তিশালী জল দ্রাব্যতা সহ সোডিয়াম ডোডেসিল সালফেটের HLB মান 40 তে সেট করা হয়। অতএব, সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলির HLB মান সাধারণত 1-40 এর মধ্যে থাকে। সাধারণভাবে বলতে গেলে, 10 এর কম HLB মান সহ ইমালসিফায়ারগুলি লাইপোফিলিক, যখন 10 এর বেশি HLB মান সহ ইমালসিফায়ারগুলি হাইড্রোফিলিক। অতএব, লাইপোফিলিসিটি থেকে হাইড্রোফিলিসিটিতে টার্নিং পয়েন্ট প্রায় 10।
৭. ইমালসিফিকেশন এবং দ্রাব্যীকরণের প্রভাব
দুটি অমিশ্রিত তরল পদার্থ, যার একটি অন্যটিতে কণা (ফোঁটা বা তরল স্ফটিক) ছড়িয়ে দেওয়ার মাধ্যমে তৈরি হয়, তাকে ইমালশন বলা হয়। একটি ইমালশন তৈরি করার সময়, দুটি তরল পদার্থের মধ্যবর্তী আন্তঃমুখের ক্ষেত্র বৃদ্ধি পায়, যা সিস্টেমকে তাপগতিগতভাবে অস্থির করে তোলে। ইমালশনকে স্থিতিশীল করার জন্য, সিস্টেমের আন্তঃমুখের শক্তি হ্রাস করার জন্য একটি তৃতীয় উপাদান - ইমালসিফায়ার - যোগ করতে হবে। ইমালসিফায়ারগুলি সার্ফ্যাক্ট্যান্টের অন্তর্গত, এবং তাদের প্রধান কাজ হল ইমালসিফায়ার হিসাবে কাজ করা। যে পর্যায়ে একটি ইমালশনে ফোঁটা থাকে তাকে বিচ্ছুরিত পর্যায় (অথবা অভ্যন্তরীণ পর্যায়, বিচ্ছিন্ন পর্যায়) বলা হয়, এবং অন্য পর্যায়টি একসাথে সংযুক্ত থাকে তাকে বিচ্ছুরিত মাধ্যম (অথবা বহিরাগত পর্যায়, অবিচ্ছিন্ন পর্যায়) বলা হয়।
① ইমালসিফায়ার এবং ইমালসন
সাধারণ ইমালশনগুলির মধ্যে একটি পর্যায় জল বা জলীয় দ্রবণ এবং অন্য পর্যায় জৈব যৌগ যা জলের সাথে অমিশ্রিত হয়, যেমন তেল, মোম ইত্যাদি। জল এবং তেল দ্বারা গঠিত ইমালশন তাদের বিচ্ছুরণের উপর ভিত্তি করে দুটি প্রকারে বিভক্ত করা যেতে পারে: জলে ছড়িয়ে থাকা তেল একটি জলে তেল ইমালশন গঠন করে, যা O/W (তেল/জল) দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করে; তেলে ছড়িয়ে থাকা জল একটি জলে তেল ইমালশন গঠন করে, যা W/O (জল/তেল) দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করে। এছাড়াও, জটিল জলে তেলে W/O/W এবং তেলে জলে তেলে O/W/O ইমালশনও তৈরি হতে পারে।
ইমালসিফায়ার মুখের আন্তঃস্তরের টান কমিয়ে এবং একটি মনোলেয়ার ফেসিয়াল মাস্ক তৈরি করে ইমালসনকে স্থিতিশীল করে।
ইমালসিফিকেশনে ইমালসিফায়ারের প্রয়োজনীয়তা: a: ইমালসিফায়ারগুলিকে দুটি পর্যায়ের মধ্যবর্তী স্থানে শোষণ বা সমৃদ্ধ করতে সক্ষম হতে হবে, যা আন্তঃমুখের টান কমাবে; b: ইমালসিফায়ারগুলিকে কণাগুলিকে বৈদ্যুতিক চার্জ দিতে হবে, যা কণাগুলির মধ্যে ইলেকট্রস্ট্যাটিক বিকর্ষণ ঘটাবে বা কণাগুলির চারপাশে একটি স্থিতিশীল, অত্যন্ত সান্দ্র প্রতিরক্ষামূলক ফিল্ম তৈরি করবে। সুতরাং, ইমালসিফায়ার হিসাবে ব্যবহৃত পদার্থগুলির ইমালসিফাইং প্রভাবের জন্য অ্যাম্ফিফিলিক গ্রুপ থাকতে হবে এবং সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি এই প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে।
② ইমালশনের প্রস্তুতির পদ্ধতি এবং ইমালশনের স্থায়িত্বকে প্রভাবিত করার কারণগুলি
ইমালশন তৈরির দুটি পদ্ধতি রয়েছে: একটি হল যান্ত্রিক পদ্ধতি ব্যবহার করে তরলকে অন্য তরলে ছোট ছোট কণায় ছড়িয়ে দেওয়া, যা সাধারণত শিল্পে ইমালশন তৈরিতে ব্যবহৃত হয়; আরেকটি পদ্ধতি হল একটি তরলকে আণবিক অবস্থায় অন্য তরলে দ্রবীভূত করা এবং তারপর এটিকে যথাযথভাবে একত্রিত করে একটি ইমালশন তৈরি করা।
ইমালশনের স্থায়িত্ব বলতে কণা একত্রিতকরণ প্রতিরোধ করার এবং পর্যায় পৃথকীকরণের ক্ষমতা বোঝায়। ইমালশনগুলি উল্লেখযোগ্য মুক্ত শক্তি সহ তাপগতিগতভাবে অস্থির সিস্টেম। অতএব, একটি ইমালশনের স্থায়িত্ব আসলে সিস্টেমের ভারসাম্য অর্জনের জন্য প্রয়োজনীয় সময়কে বোঝায়, অর্থাৎ, সিস্টেমে তরলকে পৃথক করার জন্য প্রয়োজনীয় সময়কে বোঝায়।
যখন ফেসিয়াল মাস্কে ফ্যাটি অ্যালকোহল, ফ্যাটি অ্যাসিড এবং ফ্যাটি অ্যামিনের মতো পোলার জৈব অণু থাকে, তখন ঝিল্লির শক্তি উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। কারণ ইন্টারফেস শোষণ স্তরের ইমালসিফায়ার অণুগুলি অ্যালকোহল, অ্যাসিড এবং অ্যামিনের মতো পোলার অণুর সাথে মিথস্ক্রিয়া করে একটি "জটিল" তৈরি করে, যা ইন্টারফেস ফেসিয়াল মাস্কের শক্তি বৃদ্ধি করে।
দুই বা ততোধিক সার্ফ্যাক্ট্যান্ট দিয়ে তৈরি ইমালসিফায়ারগুলিকে মিশ্র ইমালসিফায়ার বলা হয়। মিশ্র ইমালসিফায়ারগুলি জল/তেল ইন্টারফেসে শোষণ করে এবং আন্তঃআণবিক মিথস্ক্রিয়া জটিলতা তৈরি করতে পারে। শক্তিশালী আন্তঃআণবিক মিথস্ক্রিয়ার কারণে, আন্তঃমুখের টান উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়, ইন্টারফেসে শোষিত ইমালসিফায়ারের পরিমাণ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায় এবং গঠিত ইন্টারফেসিয়াল ফেসিয়াল মাস্কের ঘনত্ব এবং শক্তি বৃদ্ধি পায়।
ইমালশনের স্থায়িত্বের উপর ফোঁটার চার্জের উল্লেখযোগ্য প্রভাব রয়েছে। স্থিতিশীল ইমালশনে সাধারণত বৈদ্যুতিক চার্জযুক্ত ফোঁটা থাকে। আয়নিক ইমালসিফায়ার ব্যবহার করার সময়, ইন্টারফেসে শোষিত ইমালসিফায়ার আয়নগুলি তাদের লিপোফিলিক গ্রুপগুলিকে তেল পর্যায়ে প্রবেশ করায়, যখন হাইড্রোফিলিক গ্রুপগুলি জল পর্যায়ে থাকে, ফলে ফোঁটাগুলিকে চার্জ করা হয়। ইমালশনের ফোঁটাগুলি একই চার্জ বহন করে বলে, তারা একে অপরকে বিকর্ষণ করে এবং সহজে একত্রিত হয় না, যার ফলে স্থিতিশীলতা বৃদ্ধি পায়। দেখা যায় যে ফোঁটার উপর যত বেশি ইমালসিফায়ার আয়ন শোষিত হয়, তাদের চার্জ তত বেশি হয় এবং ফোঁটার সংমিশ্রণ রোধ করার ক্ষমতা তত বেশি হয়, যা ইমালশন সিস্টেমকে আরও স্থিতিশীল করে তোলে।
ইমালসন ডিসপারশন মিডিয়ামের সান্দ্রতা ইমালসনের স্থায়িত্বের উপর একটি নির্দিষ্ট প্রভাব ফেলে। সাধারণত, বিচ্ছুরণ মাধ্যমের সান্দ্রতা যত বেশি, ইমালসনের স্থায়িত্ব তত বেশি। কারণ বিচ্ছুরণ মাধ্যমের সান্দ্রতা বেশি, যা তরল ফোঁটার ব্রাউনিয়ান গতিকে দৃঢ়ভাবে বাধাগ্রস্ত করে, ফোঁটার মধ্যে সংঘর্ষকে ধীর করে এবং সিস্টেমকে স্থিতিশীল রাখে। ইমালসনে সাধারণত দ্রবণীয় পলিমার পদার্থগুলি সিস্টেমের সান্দ্রতা বৃদ্ধি করতে পারে এবং ইমালসনের স্থায়িত্ব বাড়াতে পারে। এছাড়াও, পলিমার একটি কঠিন ইন্টারফেস ফেসিয়াল মাস্কও তৈরি করতে পারে, যা ইমালসন সিস্টেমকে আরও স্থিতিশীল করে তোলে।
কিছু ক্ষেত্রে, কঠিন পাউডার যোগ করলেও ইমালসন স্থিতিশীল হতে পারে। কঠিন পাউডারটি পানিতে, তেলে বা ইন্টারফেসে থাকে না, এটি কঠিন পাউডারের উপর তেল এবং জলের ভেজানোর ক্ষমতার উপর নির্ভর করে। যদি কঠিন পাউডারটি সম্পূর্ণরূপে জলে ভেজা না হয় এবং তেল দ্বারা ভেজা যায়, তবে এটি জলের তেল ইন্টারফেসে থাকবে।
কঠিন পাউডার ইমালসনকে স্থিতিশীল না করার কারণ হল ইন্টারফেসে জড়ো হওয়া পাউডার ইন্টারফেস ফেসিয়াল মাস্ককে শক্তিশালী করে না, যা ইন্টারফেস শোষণ ইমালসিফায়ার অণুর অনুরূপ। অতএব, ইন্টারফেসে কঠিন পাউডার কণা যত কাছাকাছি সাজানো হবে, ইমালসন তত বেশি স্থিতিশীল হবে।
জলীয় দ্রবণে মাইকেল তৈরির পর সারফ্যাক্ট্যান্টগুলি অদ্রবণীয় বা সামান্য দ্রবণীয় জৈব যৌগগুলির দ্রাব্যতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করার ক্ষমতা রাখে এবং এই সময়ে দ্রবণটি স্বচ্ছ থাকে। মাইকেলের এই প্রভাবকে দ্রাব্যীকরণ বলা হয়। যে সারফ্যাক্ট্যান্টগুলি দ্রাব্যীকরণ প্রভাব তৈরি করতে পারে তাদের দ্রাব্যীকরণকারী বলা হয় এবং যে জৈব যৌগগুলি দ্রাব্যীকরণ করা হয় তাদের দ্রাব্যীকরণকারী বলা হয়।
৮. ফেনা
ধোয়া প্রক্রিয়ায় ফেনা একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। ফেনা বলতে সেই বিচ্ছুরণ ব্যবস্থাকে বোঝায় যেখানে গ্যাস তরল বা কঠিন পদার্থে বিচ্ছুরিত হয়। গ্যাস হল বিচ্ছুরণ পর্যায়, এবং তরল বা কঠিন হল বিচ্ছুরণ মাধ্যম। প্রথমটিকে তরল ফেনা বলা হয়, অন্যদিকে দ্বিতীয়টিকে কঠিন ফেনা বলা হয়, যেমন ফোম প্লাস্টিক, ফোম গ্লাস, ফোম সিমেন্ট ইত্যাদি।
(১) ফেনা গঠন
এখানে ফেনা বলতে তরল ফিল্ম দ্বারা পৃথক করা বুদবুদের সমষ্টিকে বোঝায়। বিচ্ছুরিত পর্যায় (গ্যাস) এবং বিচ্ছুরিত মাধ্যমের (তরল) মধ্যে ঘনত্বের বিশাল পার্থক্য এবং তরলের কম সান্দ্রতার কারণে, ফেনা সর্বদা দ্রুত তরল স্তরে উঠতে পারে।
ফেনা তৈরির প্রক্রিয়া হল তরলে প্রচুর পরিমাণে গ্যাস আনা, এবং তরলের বুদবুদগুলি দ্রুত তরল পৃষ্ঠে ফিরে আসে, অল্প পরিমাণে তরল এবং গ্যাস দ্বারা পৃথক একটি বুদবুদ সমষ্টি তৈরি করে।
রূপবিদ্যায় ফোমের দুটি উল্লেখযোগ্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে: একটি হল, বিচ্ছুরিত পর্যায়ের বুদবুদগুলি প্রায়শই পলিহেড্রাল হয়, কারণ বুদবুদের সংযোগস্থলে, তরল ফিল্ম পাতলা হয়ে যাওয়ার প্রবণতা থাকে, যার ফলে বুদবুদগুলি পলিহেড্রাল হয়ে যায়। যখন তরল ফিল্ম একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে পাতলা হয়ে যায়, তখন বুদবুদগুলি ভেঙে যায়; দ্বিতীয়ত, বিশুদ্ধ তরল স্থিতিশীল ফেনা তৈরি করতে পারে না, তবে যে তরলটি ফেনা তৈরি করতে পারে তা কমপক্ষে দুই বা ততোধিক উপাদানের। সার্ফ্যাক্ট্যান্টের জলীয় দ্রবণ হল একটি সাধারণ সিস্টেম যা ফেনা তৈরি করা সহজ, এবং এর ফেনা তৈরি করার ক্ষমতা অন্যান্য বৈশিষ্ট্যের সাথেও সম্পর্কিত।
ভালো ফোমিং ক্ষমতা সম্পন্ন সারফ্যাক্ট্যান্টগুলিকে ফোমিং এজেন্ট বলা হয়। যদিও ফোমিং এজেন্টের ভালো ফোমিং ক্ষমতা থাকে, তবুও তৈরি ফোম দীর্ঘ সময়ের জন্য বজায় রাখতে সক্ষম নাও হতে পারে, অর্থাৎ এর স্থায়িত্ব ভালো নাও হতে পারে। ফোমের স্থায়িত্ব বজায় রাখার জন্য, ফোমের স্থায়িত্ব বাড়াতে পারে এমন একটি পদার্থ প্রায়শই ফোমিং এজেন্টে যোগ করা হয়, যাকে ফোম স্টেবিলাইজার বলা হয়। সাধারণত ব্যবহৃত ফোম স্টেবিলাইজারগুলি হল লরয়েল ডাইথানোলামাইন এবং ডোডেসিল ডাইমিথাইল অ্যামাইন অক্সাইড।
(২) ফোমের স্থায়িত্ব
ফোম একটি তাপগতিগতভাবে অস্থির সিস্টেম, এবং চূড়ান্ত প্রবণতা হল বুদবুদ ভাঙার পরে সিস্টেমে তরলের মোট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল হ্রাস পায় এবং মুক্ত শক্তি হ্রাস পায়। ডিফোমিং প্রক্রিয়া হল এমন একটি প্রক্রিয়া যেখানে গ্যাসকে পৃথককারী তরল ফিল্মটি ফেটে যাওয়ার আগ পর্যন্ত পুরুত্ব পরিবর্তন করে। অতএব, ফোমের স্থায়িত্ব মূলত তরল নিঃসরণের গতি এবং তরল ফিল্মের শক্তি দ্বারা নির্ধারিত হয়। আরও বেশ কয়েকটি প্রভাবশালী কারণ রয়েছে।
① পৃষ্ঠ টান
শক্তির দৃষ্টিকোণ থেকে, নিম্ন পৃষ্ঠ টান ফেনা গঠনের জন্য বেশি অনুকূল, তবে এটি ফেনার স্থায়িত্বের নিশ্চয়তা দিতে পারে না। নিম্ন পৃষ্ঠ টান, নিম্ন চাপের পার্থক্য, ধীর তরল নিঃসরণ গতি এবং ধীর তরল ফিল্ম পাতলা হওয়া ফোমের স্থায়িত্বের জন্য সহায়ক।
② পৃষ্ঠের সান্দ্রতা
ফোমের স্থায়িত্ব নির্ধারণের মূল কারণ হল তরল ফিল্মের শক্তি, যা মূলত পৃষ্ঠের শোষণ ফিল্মের দৃঢ়তা দ্বারা নির্ধারিত হয়, যা পৃষ্ঠের সান্দ্রতা দ্বারা পরিমাপ করা হয়। পরীক্ষাগুলি দেখায় যে উচ্চতর পৃষ্ঠের সান্দ্রতা সহ দ্রবণ দ্বারা উৎপাদিত ফেনার আয়ু দীর্ঘ হয়। এর কারণ হল পৃষ্ঠে শোষিত অণুগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া ঝিল্লির শক্তি বৃদ্ধি করে, ফলে ফোমের আয়ু উন্নত হয়।
③ দ্রবণ সান্দ্রতা
যখন তরল পদার্থের সান্দ্রতা বৃদ্ধি পায়, তখন তরল পদার্থের তরল পদার্থ সহজেই নিঃসৃত হয় না এবং তরল পদার্থের পুরুত্ব পাতলা হওয়ার গতি ধীর হয়, যা তরল পদার্থ ফেটে যাওয়ার সময় বিলম্বিত করে এবং ফোমের স্থায়িত্ব বৃদ্ধি করে।
④ পৃষ্ঠ টানের 'মেরামত' প্রভাব
তরল ফিল্মের পৃষ্ঠে শোষিত সারফ্যাক্ট্যান্টগুলি তরল ফিল্ম পৃষ্ঠের প্রসারণ বা সংকোচন প্রতিরোধ করার ক্ষমতা রাখে, যাকে আমরা মেরামত প্রভাব বলি। এর কারণ হল পৃষ্ঠে শোষিত সারফ্যাক্ট্যান্টগুলির একটি তরল ফিল্ম থাকে এবং এর পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল প্রসারিত করলে পৃষ্ঠের শোষিত অণুর ঘনত্ব হ্রাস পাবে এবং পৃষ্ঠের টান বৃদ্ধি পাবে। পৃষ্ঠকে আরও প্রসারিত করার জন্য আরও বেশি প্রচেষ্টার প্রয়োজন হবে। বিপরীতে, পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল সংকোচনের ফলে পৃষ্ঠের উপর শোষিত অণুর ঘনত্ব বৃদ্ধি পাবে, পৃষ্ঠের টান হ্রাস পাবে এবং আরও সংকোচন বাধাগ্রস্ত হবে।
⑤ তরল ফিল্মের মাধ্যমে গ্যাসের বিস্তার
কৈশিক চাপের অস্তিত্বের কারণে, ফোমে ছোট বুদবুদের চাপ বড় বুদবুদের তুলনায় বেশি থাকে, যার ফলে ছোট বুদবুদের গ্যাস তরল ফিল্মের মাধ্যমে নিম্ন-চাপের বড় বুদবুদে ছড়িয়ে পড়ে, যার ফলে ছোট বুদবুদগুলি ছোট হয়ে যায়, বড় বুদবুদগুলি বড় হয় এবং অবশেষে ফেনা ভেঙে যায়। যদি সার্ফ্যাক্ট্যান্ট যোগ করা হয়, তাহলে ফোম তৈরির সময় ফেনা অভিন্ন এবং ঘন হবে এবং এটি ডিফোমার করা সহজ নয়। যেহেতু সার্ফ্যাক্ট্যান্ট তরল ফিল্মের উপর ঘনিষ্ঠভাবে সাজানো থাকে, তাই এটি বায়ুচলাচল করা কঠিন, যা ফেনাকে আরও স্থিতিশীল করে তোলে।
⑥ পৃষ্ঠ চার্জের প্রভাব
যদি ফোম তরল ফিল্মটি একই প্রতীক দিয়ে চার্জ করা হয়, তাহলে তরল ফিল্মের দুটি পৃষ্ঠ একে অপরকে বিকর্ষণ করবে, তরল ফিল্মটিকে পাতলা হতে বা এমনকি ধ্বংস হতে বাধা দেবে। আয়নিক সার্ফ্যাক্ট্যান্ট এই স্থিতিশীল প্রভাব প্রদান করতে পারে।
পরিশেষে, তরল ফিল্মের শক্তি হল ফোমের স্থায়িত্ব নির্ধারণের মূল উপাদান। ফোমিং এজেন্ট এবং ফোম স্টেবিলাইজারের জন্য একটি সার্ফ্যাক্ট্যান্ট হিসাবে, পৃষ্ঠের শোষিত অণুগুলির নিবিড়তা এবং দৃঢ়তা হল সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কারণ। যখন পৃষ্ঠের শোষিত অণুগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া শক্তিশালী হয়, তখন শোষিত অণুগুলি ঘনিষ্ঠভাবে সাজানো থাকে, যা কেবল পৃষ্ঠের মুখোশকেই উচ্চ শক্তি দেয় না, বরং উচ্চ পৃষ্ঠের সান্দ্রতার কারণে পৃষ্ঠের মুখোশের সংলগ্ন দ্রবণটিকে প্রবাহিত করাও কঠিন করে তোলে, তাই তরল ফিল্মের নিষ্কাশন করা তুলনামূলকভাবে কঠিন এবং তরল ফিল্মের পুরুত্ব বজায় রাখা সহজ। এছাড়াও, ঘনিষ্ঠভাবে সাজানো পৃষ্ঠের অণুগুলি গ্যাস অণুগুলির ব্যাপ্তিযোগ্যতাও হ্রাস করতে পারে এবং এইভাবে ফোমের স্থায়িত্ব বাড়াতে পারে।
(৩) ফেনার ধ্বংস
ফেনা ধ্বংস করার মূল নীতি হল ফেনা উৎপাদনের শর্ত পরিবর্তন করা অথবা ফেনার স্থিতিশীলতার কারণগুলি দূর করা, তাই দুটি ডিফোমিং পদ্ধতি রয়েছে, ভৌত এবং রাসায়নিক।
ভৌত ডিফোমিং হল ফেনা তৈরির অবস্থার পরিবর্তন করা এবং ফোমের দ্রবণের রাসায়নিক গঠন অপরিবর্তিত রাখা। উদাহরণস্বরূপ, বাহ্যিক বল ব্যাঘাত, তাপমাত্রা বা চাপের পরিবর্তন এবং অতিস্বনক চিকিৎসা হল ফেনা দূর করার জন্য কার্যকর ভৌত পদ্ধতি।
রাসায়নিক ডিফোমিং পদ্ধতি হল ফোমিং এজেন্টের সাথে মিথস্ক্রিয়া করার জন্য কিছু পদার্থ যোগ করা, ফোমের তরল ফিল্মের শক্তি হ্রাস করা এবং তারপর ডিফোমিংয়ের উদ্দেশ্য অর্জনের জন্য ফোমের স্থায়িত্ব হ্রাস করা। এই জাতীয় পদার্থগুলিকে ডিফোমার বলা হয়। বেশিরভাগ ডিফোমারই সার্ফ্যাক্ট্যান্ট। অতএব, ডিফোমিংয়ের প্রক্রিয়া অনুসারে, ডিফোমারগুলির পৃষ্ঠের টান কমানোর, পৃষ্ঠে সহজেই শোষিত হওয়ার এবং পৃষ্ঠের শোষিত অণুগুলির মধ্যে দুর্বল মিথস্ক্রিয়া করার শক্তিশালী ক্ষমতা থাকা উচিত, যার ফলে শোষিত অণুগুলির তুলনামূলকভাবে আলগা বিন্যাস কাঠামো তৈরি হয়।
বিভিন্ন ধরণের ডিফোমার আছে, তবে এগুলি বেশিরভাগই নন-আয়নিক সার্ফ্যাক্ট্যান্ট। নন-আয়নিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলির ক্লাউড পয়েন্টের কাছাকাছি বা উপরে ফোমিং-বিরোধী বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং এগুলি সাধারণত ডিফোমার হিসাবে ব্যবহৃত হয়। অ্যালকোহল, বিশেষ করে শাখা-প্রশাখা, ফ্যাটি অ্যাসিড এবং এস্টার, পলিমাইড, ফসফেট, সিলিকন তেল ইত্যাদি সহ, সাধারণত চমৎকার ডিফোমার হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
(৪) ফেনা এবং ধোয়া
ফোম এবং ওয়াশিং এফেক্টের মধ্যে সরাসরি কোন সম্পর্ক নেই, এবং ফোমের পরিমাণের অর্থ এই নয় যে ওয়াশিং এফেক্ট ভালো না খারাপ। উদাহরণস্বরূপ, নন-আয়নিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টের ফোমিং কর্মক্ষমতা সাবানের চেয়ে অনেক নিকৃষ্ট, তবে তাদের পরিষ্কার করার ক্ষমতা সাবানের চেয়ে অনেক ভালো।
কিছু ক্ষেত্রে, ফোম ময়লা অপসারণে সহায়ক। উদাহরণস্বরূপ, বাড়িতে টেবিলওয়্যার ধোয়ার সময়, ডিটারজেন্টের ফেনা ধুয়ে যাওয়া তেলের ফোঁটা দূর করতে পারে; কার্পেট ঘষলে, ফোম ধুলো এবং পাউডারের মতো কঠিন ময়লা দূর করতে সাহায্য করে। এছাড়াও, কখনও কখনও ডিটারজেন্ট কার্যকর কিনা তা বোঝার জন্য ফোম ব্যবহার করা যেতে পারে, কারণ চর্বিযুক্ত তেলের দাগ ডিটারজেন্টের ফেনাকে বাধা দিতে পারে। যখন খুব বেশি তেলের দাগ থাকে এবং খুব কম ডিটারজেন্ট থাকে, তখন কোনও ফেনা থাকবে না বা আসল ফেনা অদৃশ্য হয়ে যাবে। কখনও কখনও, ধোয়া পরিষ্কার কিনা তা নির্দেশক হিসাবেও ফোম ব্যবহার করা যেতে পারে। যেহেতু ধোয়ার দ্রবণে ফেনার পরিমাণ ডিটারজেন্টের পরিমাণ হ্রাসের সাথে হ্রাস পায়, তাই ধোয়ার মাত্রা ফেনার পরিমাণ দ্বারা মূল্যায়ন করা যেতে পারে।
৯. ধোয়ার প্রক্রিয়া
বিস্তৃত অর্থে, ধোয়া হলো ধোয়া বস্তু থেকে অবাঞ্ছিত উপাদান অপসারণ এবং একটি নির্দিষ্ট উদ্দেশ্য অর্জনের প্রক্রিয়া। সাধারণ অর্থে ধোয়া বলতে বোঝায় বাহকের পৃষ্ঠ থেকে ময়লা অপসারণের প্রক্রিয়া। ধোয়ার সময়, কিছু রাসায়নিক পদার্থের (যেমন ডিটারজেন্ট) ক্রিয়া দ্বারা ময়লা এবং বাহকের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া দুর্বল বা নির্মূল হয়ে যায়, যা ময়লা এবং বাহকের সংমিশ্রণকে ময়লা এবং ডিটারজেন্টের সংমিশ্রণে রূপান্তরিত করে, যার ফলে শেষ পর্যন্ত ময়লা এবং বাহক বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়। যেহেতু ধোয়া এবং অপসারণ করা ময়লা বৈচিত্র্যময়, ধোয়া একটি অত্যন্ত জটিল প্রক্রিয়া, এবং ধোয়ার মৌলিক প্রক্রিয়াটি নিম্নলিখিত সহজ সম্পর্কের মাধ্যমে প্রতিনিধিত্ব করা যেতে পারে।
বাহক • ময়লা+ডিটারজেন্ট=বাহক+ময়লা • ডিটারজেন্ট
ধোয়ার প্রক্রিয়াটি সাধারণত দুটি পর্যায়ে বিভক্ত করা যেতে পারে: একটি হল ডিটারজেন্টের ক্রিয়ায় ময়লা এবং তার বাহককে পৃথক করা; দ্বিতীয়টি হল বিচ্ছিন্ন ময়লা মাধ্যমে ছড়িয়ে দেওয়া এবং ঝুলানো। ধোয়ার প্রক্রিয়াটি একটি বিপরীতমুখী প্রক্রিয়া, এবং মাধ্যমে ছড়িয়ে দেওয়া বা ঝুলানো ময়লা মাধ্যম থেকে লন্ড্রিতেও পুনরায় অবক্ষেপিত হতে পারে। অতএব, একটি চমৎকার ডিটারজেন্টের কেবল বাহক থেকে ময়লা আলাদা করার ক্ষমতা থাকা উচিত নয়, বরং ময়লা ছড়িয়ে দেওয়ার এবং ঝুলিয়ে রাখার এবং আবার ময়লা জমা হওয়া থেকে রোধ করার ভাল ক্ষমতা থাকা উচিত।
(১) ময়লার প্রকারভেদ
এমনকি একই জিনিসের ক্ষেত্রেও, ব্যবহারের পরিবেশের উপর নির্ভর করে ময়লার ধরণ, গঠন এবং পরিমাণ পরিবর্তিত হবে। তেলের দেহের ময়লায় মূলত প্রাণী এবং উদ্ভিজ্জ তেল, সেইসাথে খনিজ তেল (যেমন অপরিশোধিত তেল, জ্বালানি তেল, কয়লা আলকাতরা ইত্যাদি) অন্তর্ভুক্ত থাকে, যেখানে কঠিন ময়লায় মূলত ধোঁয়া, ধুলো, মরিচা, কার্বন ব্ল্যাক ইত্যাদি অন্তর্ভুক্ত থাকে। পোশাকের ময়লার ক্ষেত্রে, মানুষের শরীর থেকে ময়লা থাকে, যেমন ঘাম, সিবাম, রক্ত ইত্যাদি; খাবার থেকে ময়লা, যেমন ফলের দাগ, ভোজ্য তেলের দাগ, মশলার দাগ, স্টার্চ ইত্যাদি; প্রসাধনী দ্বারা আনা ময়লা, যেমন লিপস্টিক এবং নেইলপলিশ; বায়ুমণ্ডল থেকে ময়লা, যেমন ধোঁয়া, ধুলো, মাটি ইত্যাদি; কালি, চা, রঙ ইত্যাদির মতো অন্যান্য উপকরণ। বলা যেতে পারে যে বিভিন্ন এবং বৈচিত্র্যময় প্রকার রয়েছে।
বিভিন্ন ধরণের ময়লা সাধারণত তিন ভাগে ভাগ করা যায়: কঠিন ময়লা, তরল ময়লা এবং বিশেষ ময়লা।
① সাধারণ কঠিন ময়লার মধ্যে ছাই, কাদা, মাটি, মরিচা এবং কার্বন ব্ল্যাকের মতো কণা থাকে। এই কণাগুলির বেশিরভাগেরই পৃষ্ঠ চার্জ থাকে, বেশিরভাগই ঋণাত্মক, এবং সহজেই তন্তুযুক্ত বস্তুর উপর শোষিত হয়। সাধারণত, কঠিন ময়লা পানিতে দ্রবীভূত করা কঠিন, তবে ডিটারজেন্ট দ্রবণ দ্বারা ছড়িয়ে দেওয়া এবং ঝুলিয়ে রাখা যেতে পারে। ছোট কণাযুক্ত কঠিন ময়লা অপসারণ করা কঠিন।
② তরল ময়লা বেশিরভাগই তেলে দ্রবণীয়, যার মধ্যে রয়েছে প্রাণীজ ও উদ্ভিজ্জ তেল, ফ্যাটি অ্যাসিড, ফ্যাটি অ্যালকোহল, খনিজ তেল এবং তাদের অক্সাইড। এদের মধ্যে, প্রাণীজ ও উদ্ভিজ্জ তেল এবং ফ্যাটি অ্যাসিড ক্ষার দিয়ে স্যাপোনিফিকেশনের মধ্য দিয়ে যেতে পারে, অন্যদিকে ফ্যাটি অ্যালকোহল এবং খনিজ তেল ক্ষার দ্বারা স্যাপোনিফিকেশনের মধ্য দিয়ে যায় না, তবে অ্যালকোহল, ইথার এবং হাইড্রোকার্বন জৈব দ্রাবকগুলিতে দ্রবীভূত হতে পারে এবং ডিটারজেন্ট জলীয় দ্রবণ দ্বারা ইমালসিফাই এবং ছড়িয়ে যেতে পারে। তেলে দ্রবণীয় তরল ময়লার সাধারণত তন্তুযুক্ত বস্তুর সাথে একটি শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়া শক্তি থাকে এবং তন্তুগুলিতে দৃঢ়ভাবে শোষণ করে।
③ বিশেষ ময়লার মধ্যে রয়েছে প্রোটিন, স্টার্চ, রক্ত, মানুষের নিঃসরণ যেমন ঘাম, সিবাম, প্রস্রাব, সেইসাথে ফলের রস, চায়ের রস ইত্যাদি। এই ধরণের ময়লাগুলির বেশিরভাগই রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে তন্তুযুক্ত বস্তুর উপর তীব্রভাবে শোষণ করতে পারে। অতএব, এটি ধোয়া বেশ কঠিন।
বিভিন্ন ধরণের ময়লা খুব কমই একা থাকে, প্রায়শই একসাথে মিশে যায় এবং বস্তুর উপর একসাথে শোষিত হয়। ময়লা কখনও কখনও বাহ্যিক প্রভাবে জারিত, পচে যেতে পারে বা ক্ষয় হতে পারে, যার ফলে নতুন ময়লা তৈরি হয়।
(২) ময়লার আনুগত্য প্রভাব
কাপড়, হাত ইত্যাদি নোংরা হওয়ার কারণ হল বস্তু এবং ময়লার মধ্যে এক ধরণের মিথস্ক্রিয়া রয়েছে। বস্তুর উপর ময়লার বিভিন্ন আনুগত্যের প্রভাব রয়েছে, তবে সেগুলি মূলত শারীরিক আনুগত্য এবং রাসায়নিক আনুগত্য।
① সিগারেটের ছাই, ধুলো, পলি, কার্বন ব্ল্যাক এবং অন্যান্য পদার্থের পোশাকের সাথে শারীরিক আঠালোতা। সাধারণভাবে বলতে গেলে, আটকে থাকা ময়লা এবং দূষিত বস্তুর মধ্যে মিথস্ক্রিয়া তুলনামূলকভাবে দুর্বল, এবং ময়লা অপসারণও তুলনামূলকভাবে সহজ। বিভিন্ন বল অনুসারে, ময়লার শারীরিক আঠালোতাকে যান্ত্রিক আঠালোতা এবং তড়িৎ-তড়িৎ আঠালোতাতে ভাগ করা যায়।
উত্তর: যান্ত্রিক আনুগত্য বলতে মূলত ধুলো এবং পলির মতো কঠিন ময়লার আনুগত্য বোঝায়। যান্ত্রিক আনুগত্য হল ময়লার জন্য একটি দুর্বল আনুগত্য পদ্ধতি, যা প্রায় সহজ যান্ত্রিক পদ্ধতি দ্বারা অপসারণ করা যায়। তবে, যখন ময়লার কণার আকার ছোট (<0.1um), তখন এটি অপসারণ করা আরও কঠিন।
খ: বৈদ্যুতিন স্থির আনুগত্য মূলত বিপরীত আধানযুক্ত বস্তুর উপর চার্জিত ময়লা কণার ক্রিয়া দ্বারা প্রকাশিত হয়। বেশিরভাগ তন্তুযুক্ত বস্তু পানিতে ঋণাত্মক আধান বহন করে এবং চুনের মতো ধনাত্মক আধানযুক্ত ময়লা সহজেই তাদের সাথে লেগে থাকে। কিছু ময়লা, যদিও ঋণাত্মক আধানযুক্ত, যেমন জলীয় দ্রবণে কার্বন কালো কণা, জলে ধনাত্মক আয়ন (যেমন Ca2+, Mg2+, ইত্যাদি) দ্বারা গঠিত আয়ন সেতুর মাধ্যমে তন্তুগুলিতে লেগে থাকতে পারে (আয়নগুলি একাধিক বিপরীত আধানের মধ্যে একসাথে কাজ করে, সেতুর মতো কাজ করে)।
স্থির বিদ্যুৎ সাধারণ যান্ত্রিক ক্রিয়ার চেয়ে শক্তিশালী, যার ফলে ময়লা অপসারণ তুলনামূলকভাবে কঠিন হয়ে পড়ে।
③ বিশেষ ময়লা অপসারণ
প্রোটিন, স্টার্চ, মানুষের নিঃসরণ, ফলের রস, চায়ের রস এবং অন্যান্য ধরণের ময়লা সাধারণ সার্ফ্যাক্ট্যান্ট দিয়ে অপসারণ করা কঠিন এবং বিশেষ চিকিৎসা পদ্ধতির প্রয়োজন হয়।
ক্রিম, ডিম, রক্ত, দুধ এবং ত্বকের মলমূত্রের মতো প্রোটিনের দাগগুলি তন্তুগুলিতে জমাট বাঁধা এবং বিকৃত হওয়ার ঝুঁকিতে থাকে এবং আরও শক্তভাবে লেগে থাকে। প্রোটিন দূষণের জন্য, এটি অপসারণের জন্য প্রোটিজ ব্যবহার করা যেতে পারে। প্রোটিজ ময়লার প্রোটিনগুলিকে জলে দ্রবণীয় অ্যামিনো অ্যাসিড বা অলিগোপেপটাইডে ভেঙে ফেলতে পারে।
মাড়ের দাগ মূলত খাবার থেকে আসে, অন্যদিকে মাংসের রস, পেস্ট ইত্যাদি। মাড়ের এনজাইমগুলি মাড়ের দাগের হাইড্রোলাইসিসের উপর একটি অনুঘটক প্রভাব ফেলে, যা মাড়কে চিনিতে ভেঙে দেয়।
লিপেজ কিছু ট্রাইগ্লিসারাইডের পচনকে অনুঘটক করতে পারে যা প্রচলিত পদ্ধতিতে অপসারণ করা কঠিন, যেমন মানবদেহ দ্বারা নিঃসৃত সিবাম, ভোজ্যতেল ইত্যাদি, ট্রাইগ্লিসারাইডগুলিকে দ্রবণীয় গ্লিসারল এবং ফ্যাটি অ্যাসিডে ভেঙে ফেলার জন্য।
ফলের রস, চায়ের রস, কালি, লিপস্টিক ইত্যাদির কিছু রঙিন দাগ বারবার ধোয়ার পরেও পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে পরিষ্কার করা কঠিন। এই ধরণের দাগ অক্সিডেন্ট বা ব্লিচের মতো রিডিউসার এজেন্ট ব্যবহার করে জারণ-হ্রাস বিক্রিয়ার মাধ্যমে অপসারণ করা যেতে পারে, যা ক্রোমোফোর বা ক্রোমোফোর গ্রুপের গঠন ভেঙে দেয় এবং ছোট জল-দ্রবণীয় উপাদানগুলিতে পরিণত হয়।
ড্রাই ক্লিনিংয়ের দৃষ্টিকোণ থেকে, মোটামুটি তিন ধরণের ময়লা রয়েছে।
① তেলে দ্রবণীয় ময়লার মধ্যে বিভিন্ন তেল এবং চর্বি থাকে, যা তরল বা চিটচিটে এবং ড্রাই ক্লিনিং দ্রাবকগুলিতে দ্রবণীয়।
② জলে দ্রবণীয় ময়লা জলীয় দ্রবণে দ্রবণীয়, কিন্তু ড্রাই ক্লিনিং এজেন্টে অদ্রবণীয়। এটি জলীয় দ্রবণ আকারে পোশাকের উপর শোষিত হয় এবং জল বাষ্পীভূত হওয়ার পরে, অজৈব লবণ, স্টার্চ, প্রোটিন ইত্যাদির মতো দানাদার কঠিন পদার্থ অবক্ষেপিত হয়।
③ তেল-পানিতে অদ্রবণীয় ময়লা জল এবং শুকনো পরিষ্কারের দ্রাবক, যেমন কার্বন ব্ল্যাক, বিভিন্ন ধাতব সিলিকেট এবং অক্সাইড উভয় ক্ষেত্রেই অদ্রবণীয়।
বিভিন্ন ধরণের ময়লার বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যের কারণে, ড্রাই ক্লিনিং প্রক্রিয়ার সময় ময়লা অপসারণের বিভিন্ন উপায় রয়েছে। তেলে দ্রবণীয় ময়লা, যেমন প্রাণী এবং উদ্ভিজ্জ তেল, খনিজ তেল এবং চর্বি, জৈব দ্রাবকগুলিতে সহজেই দ্রবণীয় এবং ড্রাই ক্লিনিংয়ের সময় সহজেই অপসারণ করা যায়। তেল এবং গ্রীসের জন্য ড্রাই ক্লিনিং দ্রাবকগুলির চমৎকার দ্রাব্যতা মূলত অণুর মধ্যে ভ্যান ডের ওয়েলসের বল দ্বারা নির্ধারিত হয়।
জলে দ্রবণীয় ময়লা যেমন অজৈব লবণ, শর্করা, প্রোটিন, ঘাম ইত্যাদি অপসারণের জন্য, ড্রাই ক্লিনিং এজেন্টে উপযুক্ত পরিমাণে জল যোগ করাও প্রয়োজন, অন্যথায় পোশাক থেকে জলে দ্রবণীয় ময়লা অপসারণ করা কঠিন। কিন্তু ড্রাই ক্লিনিং এজেন্টে জল দ্রবীভূত করা কঠিন, তাই জলের পরিমাণ বাড়ানোর জন্য, সার্ফ্যাক্ট্যান্ট যোগ করা প্রয়োজন। ড্রাই ক্লিনিং এজেন্টে উপস্থিত জল ময়লা এবং পোশাকের পৃষ্ঠকে হাইড্রেট করতে পারে, যার ফলে সার্ফ্যাক্ট্যান্টের মেরু গোষ্ঠীর সাথে যোগাযোগ করা সহজ হয়, যা পৃষ্ঠে সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলির শোষণের জন্য উপকারী। এছাড়াও, যখন সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি মাইসেল তৈরি করে, তখন জলে দ্রবণীয় ময়লা এবং জল মাইসেলে দ্রবীভূত করা যেতে পারে। সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি কেবল ড্রাই ক্লিনিং দ্রাবকগুলিতে জলের পরিমাণ বাড়াতে পারে না, বরং পরিষ্কারের প্রভাব বাড়ানোর জন্য ময়লা পুনরায় জমা হওয়াও রোধ করতে পারে।
জলে দ্রবণীয় ময়লা অপসারণের জন্য অল্প পরিমাণে জলের উপস্থিতি প্রয়োজন, তবে অতিরিক্ত জল কিছু কাপড় বিকৃত, কুঁচকানো ইত্যাদির কারণ হতে পারে, তাই শুকনো ডিটারজেন্টে জলের পরিমাণ মাঝারি হওয়া উচিত।
ছাই, কাদা, মাটি এবং কার্বন ব্ল্যাকের মতো কঠিন কণা, যা জলে দ্রবণীয় বা তেলে দ্রবণীয় নয়, সাধারণত ইলেকট্রোস্ট্যাটিক শোষণের মাধ্যমে বা তেলের দাগের সাথে মিশে পোশাকের সাথে লেগে থাকে। ড্রাই ক্লিনিংয়ে, দ্রাবকগুলির প্রবাহ এবং প্রভাব ইলেকট্রোস্ট্যাটিক বল দ্বারা শোষিত ময়লা পড়ে যেতে পারে, অন্যদিকে ড্রাই ক্লিনিং এজেন্টগুলি তেলের দাগ দ্রবীভূত করতে পারে, যার ফলে তেলের দাগের সাথে মিশে থাকা কঠিন কণাগুলি ড্রাই ক্লিনিং এজেন্ট থেকে পড়ে যায়। ড্রাই ক্লিনিং এজেন্টে থাকা অল্প পরিমাণে জল এবং সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলি পড়ে যাওয়া কঠিন ময়লা কণাগুলিকে স্থিরভাবে ঝুলিয়ে এবং ছড়িয়ে দিতে পারে, যা আবার কাপড়ের উপর জমা হতে বাধা দেয়।
(৫) ধোয়ার প্রভাবকে প্রভাবিত করার কারণগুলি
তরল বা কঠিন ময়লা অপসারণের জন্য ইন্টারফেসে সার্ফ্যাক্ট্যান্টের দিকনির্দেশক শোষণ এবং পৃষ্ঠের (আন্তঃমুখ) টান হ্রাস প্রধান কারণ। কিন্তু ধোয়ার প্রক্রিয়া তুলনামূলকভাবে জটিল, এমনকি একই ধরণের ডিটারজেন্টের ধোয়ার প্রভাবও অন্যান্য অনেক কারণ দ্বারা প্রভাবিত হয়। এই কারণগুলির মধ্যে রয়েছে ডিটারজেন্টের ঘনত্ব, তাপমাত্রা, ময়লার প্রকৃতি, ফাইবারের ধরণ এবং কাপড়ের গঠন।
① সার্ফ্যাক্ট্যান্টের ঘনত্ব
দ্রবণে থাকা সার্ফ্যাক্ট্যান্টের মাইকেলগুলি ধোয়া প্রক্রিয়ায় গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। যখন ঘনত্ব গুরুত্বপূর্ণ মাইকেল ঘনত্ব (cmc) এ পৌঁছায়, তখন ধোয়ার প্রভাব তীব্রভাবে বৃদ্ধি পায়। অতএব, ভাল ধোয়ার প্রভাব অর্জনের জন্য দ্রাবকে ডিটারজেন্টের ঘনত্ব CMC মানের চেয়ে বেশি হওয়া উচিত। তবে, যখন সার্ফ্যাক্ট্যান্টের ঘনত্ব CMC মানের চেয়ে বেশি হয়, তখন ক্রমবর্ধমান ধোয়ার প্রভাব কম তাৎপর্যপূর্ণ হয়ে ওঠে এবং সার্ফ্যাক্ট্যান্টের ঘনত্বের অত্যধিক বৃদ্ধি অপ্রয়োজনীয়।
তেলের দাগ দূর করার জন্য দ্রাব্যকরণ ব্যবহার করার সময়, ঘনত্ব CMC মানের উপরে থাকলেও, সার্ফ্যাক্ট্যান্ট ঘনত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে দ্রাব্যকরণ প্রভাব বৃদ্ধি পায়। এই সময়ে, স্থানীয়ভাবে ডিটারজেন্ট ব্যবহার করার পরামর্শ দেওয়া হয়, যেমন কাপড়ের কাফ এবং কলারে যেখানে প্রচুর ময়লা থাকে। ধোয়ার সময়, তেলের দাগের উপর সার্ফ্যাক্ট্যান্টের দ্রাব্যকরণ প্রভাব উন্নত করার জন্য প্রথমে ডিটারজেন্টের একটি স্তর প্রয়োগ করা যেতে পারে।
② তাপমাত্রা পরিষ্কারের প্রভাবের উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। সামগ্রিকভাবে, তাপমাত্রা বৃদ্ধি ময়লা অপসারণের জন্য উপকারী, তবে কখনও কখনও অতিরিক্ত তাপমাত্রাও প্রতিকূল কারণ হতে পারে।
তাপমাত্রা বৃদ্ধি ময়লা ছড়িয়ে পড়ার জন্য উপকারী। তাপমাত্রা গলনাঙ্কের উপরে থাকলে কঠিন তেলের দাগ সহজেই ইমালসিফাই হয়ে যায় এবং তাপমাত্রা বৃদ্ধির কারণে তন্তুগুলি তাদের প্রসারণের মাত্রাও বৃদ্ধি করে। এই সমস্ত কারণগুলি ময়লা অপসারণের জন্য উপকারী। তবে, টাইট কাপড়ের জন্য, তন্তুগুলির মধ্যে মাইক্রো গ্যাপগুলি হ্রাস পায়, যা ময়লা অপসারণের জন্য সহায়ক নয়।
তাপমাত্রার পরিবর্তন সার্ফ্যাক্ট্যান্টের দ্রাব্যতা, CMC মান এবং মাইকেলের আকারকেও প্রভাবিত করে, যার ফলে ওয়াশিং প্রভাব প্রভাবিত হয়। দীর্ঘ কার্বন চেইন সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলির কম তাপমাত্রায় দ্রাব্যতা কম থাকে এবং কখনও কখনও CMC মানের চেয়েও কম দ্রাব্যতা থাকে। এই ক্ষেত্রে, ওয়াশিং তাপমাত্রা যথাযথভাবে বৃদ্ধি করা উচিত। আয়নিক এবং নন-আয়নিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টের জন্য CMC মান এবং মাইকেলের আকারের উপর তাপমাত্রার প্রভাব আলাদা। আয়নিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টের জন্য, তাপমাত্রা বৃদ্ধির ফলে সাধারণত CMC মান বৃদ্ধি পায় এবং মাইকেলের আকার হ্রাস পায়। এর অর্থ হল ওয়াশিং দ্রবণে সার্ফ্যাক্ট্যান্টের ঘনত্ব বৃদ্ধি করা উচিত। নন-আয়নিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টের জন্য, তাপমাত্রা বৃদ্ধির ফলে তাদের CMC মান হ্রাস পায় এবং তাদের মাইকেলের আকার উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। এটি দেখা যায় যে যথাযথভাবে তাপমাত্রা বৃদ্ধি অ-আয়নিক সার্ফ্যাক্ট্যান্টগুলিকে তাদের পৃষ্ঠের কার্যকলাপ চালাতে সাহায্য করতে পারে। তবে তাপমাত্রা তার মেঘ বিন্দু অতিক্রম করা উচিত নয়।
সংক্ষেপে, সবচেয়ে উপযুক্ত ধোয়ার তাপমাত্রা ডিটারজেন্টের সূত্র এবং ধোয়া বস্তুর উপর নির্ভর করে। কিছু ডিটারজেন্টের ঘরের তাপমাত্রায় ভালো পরিষ্কারের প্রভাব থাকে, আবার কিছু ডিটারজেন্টের ঠান্ডা এবং গরম ধোয়ার জন্য উল্লেখযোগ্যভাবে আলাদা পরিষ্কারের প্রভাব থাকে।
③ ফেনা
লোকেরা প্রায়শই ফোমিং ক্ষমতাকে ওয়াশিং এফেক্টের সাথে গুলিয়ে ফেলে, তারা বিশ্বাস করে যে শক্তিশালী ফোমিং ক্ষমতা সম্পন্ন ডিটারজেন্টের ওয়াশিং এফেক্ট ভালো। ফলাফলগুলি দেখায় যে ওয়াশিং এফেক্ট সরাসরি ফোমের পরিমাণের সাথে সম্পর্কিত নয়। উদাহরণস্বরূপ, ধোয়ার জন্য কম ফোমিং ডিটারজেন্ট ব্যবহার করলে উচ্চ ফোমিং ডিটারজেন্টের চেয়ে খারাপ ওয়াশিং এফেক্ট হয় না।
যদিও ফোম সরাসরি ধোয়ার সাথে সম্পর্কিত নয়, তবুও কিছু পরিস্থিতিতে ময়লা অপসারণে ফোম সহায়ক। উদাহরণস্বরূপ, ওয়াশিং তরলের ফেনা হাত দিয়ে থালা-বাসন ধোয়ার সময় তেলের ফোঁটা বহন করতে পারে। কার্পেট ঘষলে, ফোম ধুলোর মতো কঠিন ময়লা কণাও দূর করতে পারে। কার্পেটের ময়লার একটি বড় অংশ ধুলোর জন্য দায়ী, তাই কার্পেট ক্লিনারের নির্দিষ্ট ফোমিং ক্ষমতা থাকা উচিত।
শ্যাম্পুর জন্য ফোমিং পাওয়ারও গুরুত্বপূর্ণ। চুল ধোয়া বা গোসলের সময় তরল দ্বারা উৎপন্ন সূক্ষ্ম ফেনা মানুষকে আরামদায়ক বোধ করায়।
④ তন্তুর প্রকারভেদ এবং টেক্সটাইলের ভৌত বৈশিষ্ট্য
তন্তুগুলির রাসায়নিক গঠন ময়লা আঠালোকরণ এবং অপসারণকে প্রভাবিত করার পাশাপাশি, তন্তুগুলির উপস্থিতি এবং সুতা এবং কাপড়ের সাংগঠনিক কাঠামোও ময়লা অপসারণের অসুবিধার উপর প্রভাব ফেলে।
উলের তন্তুর আঁশ এবং তুলার তন্তুর সমতল স্ট্রিপ-সদৃশ কাঠামো মসৃণ তন্তুর তুলনায় ময়লা জমা হওয়ার প্রবণতা বেশি। উদাহরণস্বরূপ, সেলুলোজ ফিল্ম (আঠালো ফিল্ম) এর সাথে লেগে থাকা কার্বন ব্ল্যাক অপসারণ করা সহজ, অন্যদিকে সুতির কাপড়ের সাথে লেগে থাকা কার্বন ব্ল্যাক ধোয়া কঠিন। উদাহরণস্বরূপ, পলিয়েস্টার শর্ট ফাইবার কাপড়ে লম্বা তন্তুর কাপড়ের তুলনায় তেলের দাগ জমা হওয়ার প্রবণতা বেশি, এবং শর্ট ফাইবার কাপড়ের তেলের দাগ লম্বা তন্তুর কাপড়ের তুলনায় অপসারণ করাও বেশি কঠিন।
শক্ত করে পেঁচানো সুতা এবং আঁটসাঁট কাপড়, তন্তুগুলির মধ্যে ছোট মাইক্রো ফাঁকের কারণে, ময়লার আক্রমণ প্রতিরোধ করতে পারে, তবে পরিষ্কারের দ্রবণকে অভ্যন্তরীণ ময়লা অপসারণ করতেও বাধা দেয়। অতএব, আঁটসাঁট কাপড়ের শুরুতে ময়লার প্রতিরোধ ক্ষমতা ভালো থাকে, তবে একবার দূষিত হয়ে গেলে পরিষ্কার করাও কঠিন।
⑤ পানির কঠোরতা
পানিতে Ca2+ এবং Mg2+ এর মতো ধাতব আয়নের ঘনত্ব ধোয়ার প্রভাবের উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে, বিশেষ করে যখন অ্যানিওনিক সার্ফ্যাক্ট্যান্ট Ca2+ এবং Mg2+ আয়নের মুখোমুখি হয়ে ক্যালসিয়াম এবং ম্যাগনেসিয়াম লবণ তৈরি করে যার দ্রবণীয়তা কম, যা তাদের পরিষ্কার করার ক্ষমতা হ্রাস করতে পারে। শক্ত জলে সার্ফ্যাক্ট্যান্টের ঘনত্ব বেশি হলেও, তাদের পরিষ্কার করার প্রভাব এখনও পাতন করার তুলনায় অনেক খারাপ। সার্ফ্যাক্ট্যান্টের সর্বোত্তম ওয়াশিং প্রভাব অর্জনের জন্য, পানিতে Ca2+ আয়নের ঘনত্ব 1 × 10-6mol/L এর নিচে কমাতে হবে (CaCO3 0.1mg/L এ কমাতে হবে)। এর জন্য ডিটারজেন্টে বিভিন্ন সফটনার যোগ করতে হবে।
পোস্টের সময়: আগস্ট-১৬-২০২৪
